Mengapa Generasi Pemproses Baharu Lebih Cepat pada Kelajuan Jam Sama?

Anda mungkin ingin tahu tentang bagaimana generasi baru pemproses dapat lebih cepat pada kelajuan jam yang sama seperti pemproses yang lebih tua. Adakah ia hanya perubahan seni bina fizikal atau adakah sesuatu yang lebih? Siaran Q & A SuperUser hari ini mempunyai jawapan kepada soalan pembaca yang ingin tahu.

Sesi Soalan & Jawapan hari ini datang kepada kami dengan ihsan SuperUser-bahagian pembahagian Stack Exchange, kumpulan yang diketuai oleh komuniti laman web Q & A.

Gambar ihsan Rodrigo Senna (Flickr).

Soalan

Pembaca SuperUser agz ingin tahu mengapa generasi baru pemproses lebih pantas pada kelajuan jam yang sama:

Kenapa, contohnya, teras Core i5 2.66 GHz lebih cepat daripada 2.66 GHz Core 2 Duo, yang juga dwi-teras?

Adakah ini kerana arahan baru yang boleh memproses maklumat dalam kitaran jam yang lebih sedikit? Apa perubahan seni bina yang lain?

Kenapa generasi baru pemproses lebih cepat pada kelajuan jam yang sama?

Jawapan

Penyumbang SuperUser David Schwartz dan Breakthrough mempunyai jawapan untuk kami. Pertama, David Schwartz:

Biasanya, bukan kerana arahan yang lebih baru. Ia hanya kerana pemproses memerlukan kitaran arahan yang lebih sedikit untuk melaksanakan arahan yang sama. Ini boleh kerana banyak sebab:

1. Cache besar bermakna kurang masa terbuang menunggu ingatan.
2. Lebih banyak unit pelaksanaan bermakna kurang masa menunggu untuk mula beroperasi pada arahan.
3. Ramalan cawangan yang lebih baik bermakna kurang masa membuang arahan pelaksanaan secara spekulatif yang tidak benar-benar perlu dilaksanakan.
4. Peningkatan unit perlaksanaan bermakna kurang masa menunggu arahan selesai.
5. Talian paip yang lebih pendek bermakna saluran paip mengisi lebih cepat.

Dan sebagainya.

Diikuti dengan jawapan dari Breakthrough:

Rujukan definitif mutlak adalah Manual Pemaju Perisian Arkib Intel 64 dan IA-32. Mereka terperinci perubahan antara seni bina dan mereka adalah sumber yang hebat untuk memahami seni bina x86.

Saya akan mengesyorkan bahawa anda memuat turun jilid gabungan 1 hingga 3C (pautan muat turun pertama pada halaman yang dipautkan di atas). Jilid 1, Bab 2.2 mempunyai maklumat yang anda mahukan.

Sesetengah perbezaan am yang disenaraikan dalam bab itu, dari Intan ke arkitek mikro Nehalem / Sandy Bridge adalah:

• Ramalan cawangan yang bertambah baik, pemulihan yang lebih cepat daripada salah faham
• Teknologi HyperThreading
• Pengawal memori bersepadu, hierarki cache baru
• Pengecualian pengecualian titik terapung yang lebih cepat (hanya Sandy Bridge)
• LEA peningkatan lebar jalur (Sandy Bridge sahaja)
• Sambungan arahan AVX (Sandy Bridge sahaja)

Senarai lengkap boleh didapati di pautan yang disediakan di atas (Jilid 1, Bab 2.2).

Pastikan anda membaca lebih banyak perbincangan menarik ini melalui pautan di bawah!

Mempunyai sesuatu untuk menambah penjelasannya? Bunyi dalam komen. Ingin membaca lebih banyak jawapan dari pengguna Stack Exchange yang berteknologi tinggi? Lihat thread perbincangan penuh di sini.